Katalitik konvertörlerden Pd, Pt ve Rh metallerinin geri kazanılması, karbon nanotüp çekirdekli yolk shell tipi nanopartikül sentezi, hidrojen depolama kapasitelerinin ölçülmesi
Recovery of Pd, Pt and Rh metals from catalytic converters, synthesis of carbon nanotube cored yolk-shell nanoparticles and measurement of their hydrogen storage capacities
- Tez No: 1018220
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATMA ULUSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tarsus Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sınırlı kaynaklar olarak sayabileceğimiz Platin grubu elementleri yani Platin Rodyum ve Paladyum hidrojen depolama teknolojisinde kullanılabilmektedir. Otomotiv sektöründe ise Platin Paladyum ve Rodyum araç egzozlarında zararlı atık gazların daha az zararlı atık gazlara dönüştürülmesi amacıyla katalitik konvertörlerde kullanılmaktadır. Faydalı olan bu metaller ömrünü tamamladıktan sonra bu katalitik konvertörler atık durumuna gelmektedir. Araç markaları ve modellerine göre bir katalitik konvertör 1,0-5,5 gram arasında Platin grubu elementi içerebilmektedir ancak ülkemizde atık geri kazanımı yapılmayan bu parçalar düşük bedeller ile ihraç edilmektedir. Tez çalışmamızda bu değerli metallerin katalitik konvertörlerden geri kazanımı amacıyla bir hidrometalurjik proses uygulanmış ve özellikle Platin %94,3 oranında liç edilebilmiştir. Başarılı liç işleminden sonra geri dönüştürülen metaller oto-indirgenebilir komplekslere çevrilmiştir. Bu kompleksler çalışmanın devamında yolk-shell tipi karbon nanotüp çekirdek ve metal kabuğun oluşturduğu tek ve çift katmanlı nano malzemeler sentezlemek için kullanılmıştır. Sentezi gerçekleştirilen malzemelerin kimyasal morfolojik ve yapısal özellikleri BET, SEM-EDX, HR-TEM VE XRD cihazları ile analiz edilmiş ve kapsamlı bir inceleme yapılmıştır. Elde edilen malzemelerin hidrojen depolama kapasiteleri üzerine yapılan incelemelerde TPD/TPR analiz cihazı kullanılmıştır. Yapılan analiz çalışmaları sonucunda çift tabakalı MWCNT@Rh/Pd yapısının yaklaşık 300-400°C aralığında en yüksek hidrojen desorpsiyon sinyalini vererek test edilen malzemeler arasında en üstün performansı sergilediği tespit edilmiştir. En düşük performans ise MWCNT@Rh numunesinde gözlemlenmiştir. Araştırmalarımız, yüksek katma değer potansiyeline sahip nano malzemelerin sentezlenebileceğini ve bunların hidrojen depolamada etkin şekilde kullanılarak temiz enerji teknolojilerine katkı sağlanabileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Platinum group metals (PGMs), namely platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh), are important materials used in hydrogen storage technologies and automotive catalytic converters because of their excellent catalytic properties. Spent catalytic converters contain approximately 1–5.5 g of PGMs depending on the vehicle model and brand. However, in our country, these valuable waste materials are generally exported at low prices without undergoing recycling processes. In this study, a hydrometallurgical method was applied to recover PGMs from spent catalytic converters, and platinum was successfully leached with a recovery yield of 94.3%. Following the leaching process, the recovered metals were converted into auto-reducible complexes and subsequently utilized in the synthesis of single- and double-layer yolk–shell nanomaterials consisting of a carbon shell and metal core. The synthesized nanomaterials were comprehensively characterized using BET, SEM-EDX, HR-TEM, and XRD analyses to investigate their chemical, morphological, and structural properties. In addition, their hydrogen storage performances were evaluated through TPD/TPR analyses. The results indicated that the single-layered MWCNT@Rh/Pd nanostructure exhibited the best hydrogen storage performance, showing the highest hydrogen desorption signal within the temperature range of 300–400°C. In contrast, the lowest performance was observed for the MWCNT@Rh sample. These findings demonstrate that valuable nanomaterials can be successfully synthesized from waste catalytic converters and effectively utilized in hydrogen storage applications, contributing to the advancement of clean energy technologies.
Benzer Tezler
- Recovery and optimization of nano-materials used in catalytic converters
Katalitik konvertörlerde kullanılan nano-materyallerin geri kazanımı ve optimizasyonu
KADİR KIRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KADIRGAN
- Katalitik konvertörlerden Pd, Pt ve Rh metallerinin geri kazanılması, fulleren çekirdekli yolk shell tipi nanopartikül sentezi, hidrojen depolama kapasitelerinin ölçülmesi
Recovery of Pd, Pt, and Rh metals from catalyti̇c converters, synthesi̇s of fullerene-cored yolk-shell nanoparti̇cles, and measurement of thei̇r hydrogen storage capaci̇ti̇es
BERİVAN SADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Mühendislik BilimleriTarsus ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. FATMA ULUSAL
DR. İLYAS GÖNÜL
- Nikel sülfür ateş analizi metodu ile katalitik konvertörlerdeki platin, paladyum ve rodyum metallerinin tayini ve metodun optimizasyonu
Determination of platinum, palladium and rhodium by nickel sulphide fire assay method and optimization of the method
MEHMET HAKAN MORCALI
Doktora
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Lab-scale DC electric arc furnace design and thermodynamic slag optimization for metal recovery from slag phase
Cüruf fazından metal geri kazanımı için laboratuvar ölçekli DC elektrik arf fırını tasarımı ve termodinamik cüruf optimizasyonu
MERT SARAÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET İBRAHİM TİMUR
- Zararlı gazların katalitik filtrasyonunda kullanılan gözenekli heterojen destek katalizörlerin üretilmesi ve katalitik etkinliklerinin incelenmesi
Production of porous heterogeneous support catalysts used in catalytic filtration of harmful gases and investigation of their catalytic activities
UĞUR ÇAĞLAYAN